Uma nova pesquisa sugere que o buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea é na verdade um aglomerado massivo e compacto de matéria escura.
Os cientistas dizem que este aglomerado terá os mesmos efeitos gravitacionais que explicam a massividade da Via Láctea hoje. buraco negro, Sagitário A* (Sgr A*). Inclui dança violenta e rápida Estrelas Acontece no Centro Galáctico, onde as “estrelas S” correm em torno do coração compacto da nossa galáxia a 67 milhões de milhas por hora (30.000 quilômetros por segundo). Para contextualizar, é cerca de 10% da velocidade da luz. Isso é matéria escura A equipe diz que Clump calculará as órbitas de corpos empoeirados, ou “fontes G”, localizados no centro galáctico.
A equipe de pesquisa afirma que se propõe que a matéria escura fermiônica seja capaz de formar uma estrutura com um núcleo muito denso e compacto, capaz de imitar um buraco negro supermassivo com massa igual a 4,6 milhões de sóis. Esse núcleo é rodeado por um halo amplo e difuso, que se estende além do seu material visível. Via Láctea – mas atua como uma entidade integrada. Esta é uma estrutura que não pode ser replicada por outras receitas de matéria escura.
“Não substituímos o buraco negro por uma única matéria escura; propomos que o objeto central supermassivo e o halo de matéria escura da galáxia são duas manifestações de um objeto único e contínuo”, disse Carlos Argelles, membro da equipe, do Instituto de Astrofísica de La Plata. disse em um comunicado.
Ver para crer… mas o que estamos vendo?
A teoria proposta por Argelles e colegas baseia-se em observações feitas pelo observatório estelar da Agência Espacial Europeia, Gaia, divulgadas como parte da terceira entrega de dados do projeto em junho de 2022.
Gaia permitiu à equipe mapear com precisão a rotação e as órbitas das estrelas e do gás no halo externo da Via Láctea, revelando uma desaceleração na curva de rotação da nossa galáxia: a chamada inclinação Kepleriana. A equipa pensa que o colapso Kepleriano que observaram pode ser explicado pelo halo exterior difuso, um factor no seu modelo que acrescenta suporte ao modelo fermiónico da matéria escura tal como a conhecemos agora.
No modelo cosmológico padrão (a melhor descrição do universo), também conhecido como modelo lambda de matéria escura fria (LCDM), a matéria escura é “fria”, o que significa que suas partículas se movem significativamente mais devagar do que elas. velocidade da luz.
A matéria escura fria forma uma cauda de halo estendida, que luta para explicar a desaceleração observada por Gaia. Por outro lado, o modelo fermiônico prevê uma cauda de halo mais estreita e compacta que pode causar o colapso Kepleriano. Lembre-se, no modelo Sgr A*, a matéria escura no centro da Via Láctea não está integrada na mesma estrutura do halo externo, de modo que a cauda não está presente neste modelo.
“Esta é a primeira vez que um modelo de matéria escura restringe com sucesso esta ampla gama de diferentes tamanhos e diferentes órbitas de objetos, incluindo dados da curva de rotação moderna e de estrelas centrais”, disse Argelles.
Até agora tudo bem. A teoria de que pode haver um aglomerado de matéria mais escura que o buraco negro no centro da nossa galáxia parece mais plausível. No entanto, há um elefante de 4,6 milhões de massa solar na sala: nomeadamente, a imagem capturada de Sgr A*. Telescópio Horizonte de Eventos (EHT) e revelado ao público em maio de 2022. No entanto, a equipe diz que seu modelo de matéria escura de férmions pode explicar isso.
Antes de mergulhar nessa explicação, vale a pena considerar o que realmente vemos quando olhamos para a imagem EHT que todos assumimos atualmente ser Sgr A*.
O anel dourado brilhante nesta imagem é na verdade matéria superquente girando à espreita no coração da Via Láctea. O que realmente vemos nesta imagem não é um buraco negro, o que é compreensível, uma vez que os buracos negros estão rodeados por uma superfície que retém a luz chamada horizonte de eventos; Não há como diretamente Veja Sgr A*. No entanto, podemos ver a sombra do buraco negro.
No entanto, em 2024, os investigadores demonstraram que um núcleo denso de matéria escura fermiónica poderia realmente lançar uma sombra semelhante à vista na imagem do EHT. A matéria escura é invisível como um buraco negro porque a matéria escura não interage com a luz.
“Este é um ponto chave”, disse a líder da equipe, Valentina Crespi, do Instituto Astrofísico de La Plata. “O nosso modelo não só explica as órbitas das estrelas e a rotação da galáxia, mas também é consistente com a famosa imagem da ‘sombra do buraco negro’. Um núcleo denso de matéria escura pode refletir uma sombra porque desvia a luz com muita força, criando uma escuridão central rodeada por um anel brilhante.”
Embora a equipa tenha comparado estatisticamente o seu modelo de matéria escura com o modelo aceite de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, o primeiro foi capaz de replicar o comportamento das estrelas S, das fontes G, da nossa galáxia e da sombra do buraco negro, os investigadores sublinham que ainda é cedo para esta teoria.
A pesquisa da equipe usa observações futuras para definir um mapa Um telescópio muito grande (VLT) à procura de anéis de fotões no coração da Via Láctea, que Sgr A* possui, mas não do denso aglomerado de matéria escura que domina o corpo central da nossa galáxia.
Claramente, Sgr A* ainda não está pronto para ceder o seu trono no centro da Via Láctea à matéria escura.
O estudo da equipe foi publicado em 5 de fevereiro na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society (MNRAS)..
